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對于廣大的雷電防護行業(yè)的技術(shù)人員,按照GB50057給出的方法,可以用手工的方式對一些簡單的情況進行計算,但是在日常工作中,經(jīng)常遇到遠(yuǎn)比規(guī)范上列出的案例復(fù)雜得多的現(xiàn)場情況,比如:多支不等高的且不以規(guī)則方式布置的接閃桿、不等高的接閃線、接閃桿和接閃線的聯(lián)合的保護范圍,對這些復(fù)雜情況的計算,以手工方式是根本無法進行的,GB50057也沒有給出具體的計算方法。這樣,帶電云層與避雷針形成通路,而避雷針又是接地的,避雷針就可以把云層上的電荷導(dǎo)入大地,使其不對高層建筑構(gòu)成危險,保證了它的安全。這個問題是雷電防護行業(yè)中一個經(jīng)常會遇到的技術(shù)難題。
合理選用避雷針保護范圍的計算方法。為了證明這一點,他在1752年7月的一個雷雨天,冒著被雷擊的危險,將一個系著長長金屬導(dǎo)線的風(fēng)箏放飛進雷雨云中,在金屬線末端拴了一串銀鑰匙。常用避雷針(這里僅指單針)保護范圍的計算方法主要有折線法和滾球法。“折線法”的主要特點是設(shè)計直觀,計算簡便,可節(jié)省投資,但不適用于高度大于20m的建筑物;“滾球法”的主要特點是可以計算避雷針或避雷帶與網(wǎng)格組合時的保護范圍,但計算相對復(fù)雜,按此方法計算出的投資成本較大。在這二種計算方法中,“折線法”是比較成熟的方法,在電力系統(tǒng)又稱“規(guī)程法”,即單支避雷針的保護范圍是一個以避雷針為軸的折線圓錐體。
單支避雷針的保護范圍在DL/T620-997《交流電氣裝置的過電壓保護和絕緣配合》標(biāo)準(zhǔn)中有所規(guī)定;“滾球法”是國際電工委會(IEC)推薦的接閃器保護范圍計算方法之一。事實上沒有避雷設(shè)備是萬無一失的,在保護范圍內(nèi)并不是沒有雷擊,只是雷擊能量較小。我國建筑防雷規(guī)范GB50057-1994Z中也把“滾球法”強制作為計算避雷針保護范圍的方法。滾球法是以hR為半徑的一個球體沿需要防止擊雷的部位滾動,當(dāng)球體只觸及接閃器(包括被用作接閃器的金屬物)或只觸及接閃器和地面(包括與大地接觸并能承受雷擊的金屬物),而不觸及需要保護的部位時,則該部分就得到接閃器的保護。近幾年來,中規(guī)定的“滾球法”也開始得到行業(yè)的認(rèn)同,但在實際運用中“滾球法”也碰到一些問題,特別是在計算天面避雷針保護范圍的時候。總的來說這二種算法各有特點,一般高層建筑更多的使用“滾球法”。